Análisis transcriptómico comparativo del hepatopáncreas de expuestos al metal pesado cobre
Autores: Zhang, Jiayuan; Bao, Zhiming; Guo, Jieyu; Su, Xianbin; Zou, Yongfeng; Guo, Hui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis transcriptómico comparativo del hepatopáncreas de expuestos al metal pesado cobre
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Zootecnia
Palabras clave
Contaminación
Cobre
Hepatopáncreas
Desintoxicación
Inmunidad
Expresiones génicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
La contaminación de los ecosistemas acuáticos por el metal pesado cobre (Cu) es un problema ambiental importante y plantea riesgos significativos para las funciones fisiológicas de los organismos acuáticos. Es uno de los camarones de agua dulce más importantes cultivados en el mundo. El hepatopáncreas de los crustáceos es un órgano clave para la defensa inmunológica, la acumulación de metales pesados y la desintoxicación, desempeñando un papel fundamental en la investigación toxicológica. Sin embargo, la investigación sobre la respuesta molecular del hepatopáncreas a la exposición al Cu aún es escasa. En este estudio, se analizó la respuesta transcriptómica en el hepatopáncreas después de la exposición al Cu durante 3 y 48 horas. En comparación con el grupo de control, se identificaron 11,164 (7,288 genes regulados al alza y 3,876 regulados a la baja) y 10,937 (6,630 genes regulados al alza y 4,307 regulados a la baja) genes expresados diferencialmente (DEGs) después de 3 y 48 horas de exposición, respectivamente. La mayoría de estos DEGs fueron regulados al alza, lo que implica que las expresiones génicas fueron en gran medida inducidas por el Cu. El análisis de enriquecimiento funcional de estos DEGs reveló que la inmunidad, la homeostasis del cobre, la desintoxicación, la reparación del daño en el ADN y la apoptosis fueron reguladas diferencialmente por el Cu. Se seleccionaron siete genes involucrados en la inmunidad, la desintoxicación y el metabolismo para su validación mediante qRT-PCR, y los resultados confirmaron la fiabilidad de RNA-Seq. Todos estos hallazgos sugieren que se intentó resistir la toxicidad del Cu al regular al alza la expresión de genes relacionados con la inmunidad, el metabolismo y la desintoxicación. Sin embargo, con la acumulación excesiva de especies reactivas de oxígeno (ROS), el sistema enzimático antioxidante fue destruido. Como resultado, la reparación del daño en el ADN y la respuesta al estrés celular fueron inhibidas, lo que agravó el daño celular. Para mantener la función normal del hepatopáncreas, se eliminan las células dañadas activando el mecanismo de apoptosis. Nuestro estudio no solo facilita la comprensión de los mecanismos de respuesta molecular subyacentes a los efectos de toxicidad del Cu, sino que también nos ayuda a identificar biomarcadores potenciales asociados con la respuesta al estrés en otros crustáceos.
Descripción
La contaminación de los ecosistemas acuáticos por el metal pesado cobre (Cu) es un problema ambiental importante y plantea riesgos significativos para las funciones fisiológicas de los organismos acuáticos. Es uno de los camarones de agua dulce más importantes cultivados en el mundo. El hepatopáncreas de los crustáceos es un órgano clave para la defensa inmunológica, la acumulación de metales pesados y la desintoxicación, desempeñando un papel fundamental en la investigación toxicológica. Sin embargo, la investigación sobre la respuesta molecular del hepatopáncreas a la exposición al Cu aún es escasa. En este estudio, se analizó la respuesta transcriptómica en el hepatopáncreas después de la exposición al Cu durante 3 y 48 horas. En comparación con el grupo de control, se identificaron 11,164 (7,288 genes regulados al alza y 3,876 regulados a la baja) y 10,937 (6,630 genes regulados al alza y 4,307 regulados a la baja) genes expresados diferencialmente (DEGs) después de 3 y 48 horas de exposición, respectivamente. La mayoría de estos DEGs fueron regulados al alza, lo que implica que las expresiones génicas fueron en gran medida inducidas por el Cu. El análisis de enriquecimiento funcional de estos DEGs reveló que la inmunidad, la homeostasis del cobre, la desintoxicación, la reparación del daño en el ADN y la apoptosis fueron reguladas diferencialmente por el Cu. Se seleccionaron siete genes involucrados en la inmunidad, la desintoxicación y el metabolismo para su validación mediante qRT-PCR, y los resultados confirmaron la fiabilidad de RNA-Seq. Todos estos hallazgos sugieren que se intentó resistir la toxicidad del Cu al regular al alza la expresión de genes relacionados con la inmunidad, el metabolismo y la desintoxicación. Sin embargo, con la acumulación excesiva de especies reactivas de oxígeno (ROS), el sistema enzimático antioxidante fue destruido. Como resultado, la reparación del daño en el ADN y la respuesta al estrés celular fueron inhibidas, lo que agravó el daño celular. Para mantener la función normal del hepatopáncreas, se eliminan las células dañadas activando el mecanismo de apoptosis. Nuestro estudio no solo facilita la comprensión de los mecanismos de respuesta molecular subyacentes a los efectos de toxicidad del Cu, sino que también nos ayuda a identificar biomarcadores potenciales asociados con la respuesta al estrés en otros crustáceos.